淺談建筑施工現場臨時用電的保護系統TN—S系統

摘 要：按照國際IEC/TC64標準，臨時用電的保護系統分為兩種：一種是將電氣設備的金屬外殼作接地的保護系統稱為TT系統；另一種是將電氣設備的金屬外殼作接零的保護系統稱為TN系統。在TN保護系統中又分為兩種型式：電氣設備的保護零線與其工作零線合一的系統，稱為TN-C系統；電氣設備保護零線與工作零線分開的系統，稱為TN-S系統。現行的建筑施工現場安全檢查標準JGJ59-99中，明確規定臨時用電必須實行三相五線制，即TN-S保護系統。文章就上述幾種保護系統進行比較，來證實TN-S系統的實效性。

關鍵詞：施工現場；臨時用電；保護系統

1 TT系統

如圖1所示為TT系統，多用在不需工作零線的三相用電設備的保護系統，它本身存在嚴重的不安全性，假設C相電源出現碰殼即對外殼短路，簡化等效電路圖如圖2

圖1 圖2

其中ZC為C相電源的阻抗，因為數值很小，可忽略不計，R為變壓器的工作接地電阻，一般不大于4Ω，R1為設備的保護接地電阻。根據等效電路可得下式：

U1=R1/（R1+R）×220

Idt=U1/R1

從上面的計算式中可以看出，我們希望U1越小越好，Idt越大越好，因為U1越小，越接近安全電壓，Idt越大，熔斷器熔體熔斷的時間越短，對人和設備的安全就越有保障。實際就希望R1的值越小越好，R1為設備的保護接地電阻，通常的做法是將2.5米長的鍍鋅圓鋼打入地下-0.8米，作為接地體。但其接地電阻值與土壤電阻率、垂直接地體的根數及其間距有關，受施工場地限制及從節約材料等方面來看，現場的所有電氣設備均采用TT保護系統不經濟，所以說它不可取。

2 TN-C系統

設備金屬外殼與工作零線連接的保護系統，如圖3所示：

圖3

從圖中可以看出，此系統存在以下的缺點：

（1）當三相負載不平衡時，零線上出現零序電流，則零線對地有電壓。當三相負載嚴重失衡時，可能導致觸電事故。

（2）通過漏電保護器的工作零線，不能作為電氣設備的保護零線使用。因為保護零線在任何情況下不能斷。工作零線做保護零線使用時，對有漏電保護裝置的系統，將無法正常運轉，漏電保護器會跳閘。這種現象在現場經常發生。

（3）某一相線對設備外殼短路，保護零線（即工作零線）斷線，外殼對地將呈現相電壓，人體一旦觸及后果將不堪設想。

3 TN-S系統

對照TN-C系統的缺點，連接電氣設備金屬外殼的保護零線，只能與工作零線分開而單獨敷設，即必須采用TN-S型式。根據筆者的多年的現場施工經驗，認為目前大多數施工現場整體采用的是TN-C-S保護系統，這種系統也就是TN-C和TN-S兩種型式的組合：即從外電變壓器到施工現場總箱處為TN-C系統，即三相四線制；從總箱到各分箱及設備為TN-S系統，即三相五線制，TN-S系統如下：

TN-S系統總箱接線圖 分配電箱

用電設備開關箱

在這里我們只考慮從總箱到各分箱及設備的保護系統TN-S系統，此系統表示電氣設備的保護零線與工作零線分開的系統，保護零線只作連接金屬箱體及設備的金屬外殼，不能另做它用，即專用的保護零線-PE線。

關于對PE線的引出位置，“施工現場臨時用電安全技術規范”作了明確的規定：

（1）系統正常運行時，專用保護線上設有電流，只是工作零線上有不平衡電流。PE 線對地沒有電壓，所以電氣設備金屬外殼接零保護是接在專用的保護線 PE 上，安全可靠。

（2）工作零線只用作單相照明負載回路。

（3）專用保護線 PE 不許斷線，也不許進入漏電開關。國家規定在TN-S系統中。中性線和保護線是要嚴格分開的，施工臨時用電，就是采取這樣的系統還要求用三相五芯線進行配線，建筑施工的臨時用電是采用三極配電，兩極保護系統，電源進總開關箱，設一臺總斷路器，和一臺總漏電保護器，在總開關箱處做臨時接地體引出接地線，電源出總開關箱，在進分配電箱，在分配電箱分出三種，單，三，相回路，每一回路裝一臺短路，斷路器，（刀閘開關也可以）分出的回路在到操作箱，設置要求是，一機，一閘，一漏電保護器，電纜要求，單項設備用三芯電纜，三相設備用五芯電纜，接地線（也就PE線）接設備外殼，零線不可以同時接設備外殼，因為零線和地線同時接，會使漏電保護器動作跳閘，送不上電，（就是說零線和地線混接就是說明電路中零線對地發生了泄露電流）使漏電保護器產生動作。如果用電設備沒有明顯的接地標志時可在施工工人容易觸摸到的設備外殼做保護接地，就可以了。當然了TN-S系統中設備外殼只需要做保護接地就可以了，不需要在做保護接零了。

（4）干線上使用漏電保護器，工作零線不得有重復接地，而 PE 線有重復接地，但是不經過漏電保護器，所以 TN-S 系統供電干線上也可以安裝漏電保護器。

（5）TN-S方式供電系統安全可靠，適用于工業與民用建筑等低壓供電系統。在建筑工程工工前的“三通一平”（電通、水通、路通和地平——必須采用 TN-S 方式供電系統。

通過以上幾種保護系統的分析，對于施工現場的保護系統TN-S系統是最有效的，也是最可靠的，施工現場的臨時用電觸電事故，在建筑市場也是多發的，為了確保人民生命及財產安全，我們必須高度重視，積極主動作好建筑施工現場的臨時用電的保護系統。